泡澡、淋浴、冷气片——数据中心三款液冷模式与应用一览

今年7月，工信部印发的《新式数据中心开展三年行动计划（2021-2023年）》提出：“鼓舞运用高密度集成等高效IT设备、液冷等高效制冷体系、高压直流等高效供配电体系、能效环境集成检测等高效辅助体系技能产品”。

12月，发改委等四部分发布的《贯彻落实碳达峰碳中和方针要求推进数据中心和5G等新式基础设施绿色高质量开展实施计划》表示“鼓舞运用高效环保制冷技能降低能耗。支撑数据中心选用新式机房精细空调、液冷、机柜式模块化、余热综合利用等方法建设数据中心。

液冷是指运用液体作为冷媒，为发热部件进行换热，带走热量的技能。可用冷媒包含水、矿物油、电子氟化液等。相较于空气作为冷媒，液冷具有散热功率更高，耗电量更低一级优势，最早在航天、大型核算机等范畴有运用。

20世纪后期至今，风冷凭借本钱低、布置简略等优势，逐渐成为数据中心普遍的冷却方法。

但是跟着信息技能开展，受5G、工业互联网、云核算、人工智能等运用的拉动，数据存储、核算需求大幅提升，数据中心的服务器单机柜密度越来越高，风冷的散热、能耗问题成为数据中心开展瓶颈。液冷再度受到喜爱，很多企业展开液冷在数据中心运用的研制，构成多种布置方法和产品。

现在我国数据中心液冷有哪些布置方法，运用情况如何？本文带你来看看。

冷板式液冷

冷板式液冷是一种直接冷却方法。

在冷板式液冷体系中，液体不直触摸摸发热的器材如服务器，而是经过装有液体的冷板导热，然后经过液体循环带走热量。冷板一般选用导热性杰出的金属如铜、铝等制成，内盛液体。

整个冷板式液冷体系能够分为两部分：室外侧循环和室内侧循环，其中室内侧循环热量转移首要是经过冷却液温度的升降完成，室外侧循环的热量转移首要经过水温的升降完成。

典型产品与运用

在国内，中科曙光于2012年开端服务器液冷探索，是国内最早开端液冷技能研讨的企业。

TC4600E-LP

2015年，国内首款标准化量产的冷板式液冷服务器——TC4600E-LP由曙光推出。该服务器是风冷和液冷混合散热模式，液冷散热比可进步至90%以上，选用集成管理模块规划，在整箱刀片式液冷服务器中的CPU芯片和内存上安装固定水冷板，冷媒经过进出口循环流动。

同年，中科院大气物理研讨所的“地球数值模仿装置原型体系”首先运用冷板式液冷服务器，大大进步散热功率，也成为国内液冷服务器大规模运用的第一个公开案例。2017年，该体系上榜当年全球高性能核算机（HPC）TOP500榜单。

开展现状

冷板式液冷技能，服务器等发热期间不必直触摸摸液体，所以不需求对数据中心机房设备进行从头改造，可操作性更强，因此是我国最早选用的液冷方法，成熟度较高，运用较广泛。

现在，联想、浪潮、新华三等IT基础设施企业都推出了冷板式液冷的相关技能和产品，百度、腾讯、美团等互联网企业也对冷板式液冷进行技能研讨和试验验证，在冷板式液冷工业内构成了微弱的带动作用。

浸没式液冷

浸没式液冷为直接冷却，将发热器材完全浸没在冷却液中，发热器材与液体直触摸摸，并进行热交流。因为直触摸摸，所以浸没式的散热功率较冷板式高，可支撑更高功率密度的IT布置，提升能源运用功率。

按照热交流过程中冷却液是否存在相态改变，液冷可分为单相液冷和相变液冷两类。前者的冷却液在循环散热过程中一直维持液态，后者冷却液吸收热量后欢腾构成气体，冷凝降温后从头变为液态。

浸没式液冷体系一般分为浸没腔体子体系、冷却子体系、室外冷源体系、监控体系四部分。

典型产品与运用情况

自2015年起，阿里巴巴对液冷技能和计划展开研讨、探索，自主研制了浸没式液冷服务器——服务器全体浸泡在绝缘、无腐蚀性的冷却液中，能够把服务器中CPU、内存条、芯片组、扩展卡等电子器材在运行时所产生的热量均经过冷热交流带走。因为箱体密封，可保护IT设备免于外界环境的影响，极大进步设备可靠性。

阿里云在IDCC大会现场展现的液冷模块

2020年，全球规模最大的全浸没式液冷数据中心——阿里仁和数据中心投入运营。浸没式液冷的运用大大降低了冷却能耗，该数据中心PUE只有1.09，一年能够节省上千万度电。

开展现状

为了与浸没式液冷体系兼容，数据中心的服务器、网络设备、监控乃至全体规划均需作出改变，本钱较高，因此大规模运用尚属少数。

现在，浪潮、网宿科技、英伟达、3M等企业也已在本身范畴开展了浸没式液冷研制，并推出相关产品。

阿里云除在本身数据中心对浸没式液冷进行规模化布置外，也已敞开对外商业化输出的脚步。在刚刚结束的第十六届我国IDC工业年度大典上，阿里云发布了阿里云磐久液冷系列产品，其中磐久液冷一体机ImmersionDC，是能够在“全球任何气象区域布置，并且完成PUE1.09左右的一体化解决计划”。

喷淋式液冷

喷淋式液冷望文生义，是将冷却液直接喷淋到发热器材表面或与发热器材触摸的扩展表面上，液体吸热后排走，再与外部冷源进行热交流。

喷淋式液冷体系包含喷淋式液冷机柜体系（含管路、布液体系、回液体系和PDU等部件）、液冷服务器、冷却液三部分。

运用开展

喷淋式冷却现在在数据中心的大规模运用与实践较少。

广东合一自主研制的喷淋液冷体系

广东合一自主研制了“芯片级精准喷淋液冷技能”，为“国家大数据试验场”供给喷淋式液冷集装箱式数据中心以及服务器喷淋液冷化全体解决计划，整个数据中心的能效目标PUE值在1.03-1.1之间。

我国长城于则去年推出了我国首台国产化喷淋式液冷服务器。

当数据中心单机柜密度挨近20KW时，风冷散热逐渐挨近极限。液冷技能既能支撑更高核算负载，还能供给更高效的散热、更低能耗，一起受地域气候的限制更小，无疑更适用于当前高功率、高密度数据中心开展趋势。

一项技能从研制、商用，到构成完整的上下游工业生态需求时刻和过程，也需求极强的驱动力，后者往往来源于本钱或方针。曾经的风冷是如此，液冷亦是如此。

如今，跟着更多企业参加液冷技能和产品研制，双碳战略及数据中心职业多项方针要求，无疑为数据中心运用液冷等绿色技能的脚步按下了快进键。

你的数据中心，更倾向运用哪类液冷技能？